固废污染知识总结

1、废污染相关知识及技术北京大钢环境治理技术研究院20XX 年 3 月 16 日固废污染相关知识及技术一、概述1、固体废物的定义固体废物( solid wastes )亦称废物，是指人类在生产、加工、流通、消费 以及生活等过程中提取所需目的成分之后，所丢弃的固态或泥浆状的物质。随着人类社会文明的发展， 人们在索取和利用自然资源从事生产和生活活动 时，由于客观条件的限制，总要把其中的一部分作为废物丢弃。另外，由于各种 产品本身也有其使用寿命，超过了寿命期限，也会成为废物。其实，一种过程的 废物随着时空条件的变化，往往可以成为另一过程的原料，废与不废是相对的， 它与技术水平和经济条件密切相关。所以，废

2、物也有“放在错误地点的原料”之 称。2、固废物的来源和分类固体废物按来源大致可分为生活垃圾、一般工业固体废物和危险废物三种。 此外，还有农业固体废物、建筑废料及弃土。固体废物如不加妥善收集、利用和 处理处臵将会污染大气、水体和土壤，危害人体健康。 固体废物具有两重性，也就是说，在一定时间、地点，某些物品对用户不再有用 或暂不需要而被丢弃， 成为废物； 但对另些用户或者在某种特定条件下， 废物可 能成为有用的甚至是必要的原料。 固体废物污染防治正是利用这一特点， 力求使 固体废物减量化、 资源化、 无害化。对那些不可避免地产生和无法利用的固体废 物需要进行处理处臵。固体废物还有来源广、种类多、数

3、量大、成分复杂的特点。因此防治工作的 重点是按废物的不同特性分类收集运输和贮存，然后进行合理利用和处理处臵， 减少环境污染，尽量变废为宝。3、固废物具体的分类？一、工业固体废物 工业固体废物是在工业生产和加工过程中产生的，排入环境 的各种废渣、 污泥、粉尘等。工业固体废物如果没有严格按环保标准要求安全处 理处臵 对土地资源、水资源会造成严重的污染。二、危险固体废物 危险固体废物特指有害废物，具有易燃性、腐蚀性、反应性、 传染性、毒性、 放射性等特性 产生于各种有危险废物产物的生产企业。 从危险 废物的特性看， 它对人体健康和环境保护潜伏着巨大危害。 如引起或助长死亡率 增高，或使严重疾病的发病

4、率增高， 或在管理不当时会给人类健康或环境造成重 大急性。即时，或潜在危害等。三、医疗废物 医疗废物是指医疗卫生机构在医疗、预防、保健以及其他相关活 动中产生的具有直接或者间接感染性、 毒性以及其他危害性的废物。 主要有五类； 一是感染性废物、二是病理性废物、三是损伤性废物、四是药物性废物、五是化 学性废物。四、城市生活垃圾 城市生活垃圾指在城市日常生活中或者为城市日常生活提供 服务的活动中产生的固体废物。 包括有机类： 瓜果皮、剩菜剩饭，无机类： 废 纸、饮料罐、废金属等，有害类 ：如废电池、荧光灯管、过期药品等。 危害：固废物对土壤、大气、水和人体都有很大危害。4、固体废物对环境的危害 固

5、体废物对人类环境的危害很大。一方面，固体废物是各种污染物的终态， 特别是从污染控制设施排出的固体废物， 浓集了许多污染物成分， 而人们对这类 污染物却往往产生一种稳定、污染慢的错觉；另一方面，在自然条件影响下，固 体废物中的一些有害成分会转入大气、水体和土壤，参与生态系统的物质循环， 具有潜在的、长期的危害性。因此，对固体废物，特别是有害固体废物处理、处 臵不当，会严重危害人体健康。固体废物对环境的危害主要表现在以下方面：表 9-1 固体废物的分类、来源和主要组成物分类来源主要组成物矿业废物矿山、选冶废石、尾砂、金属、砖瓦灰石、水泥等工业冶金、交通、机械、金属结构等工业金属、矿渣、砂石、模型、

6、芯、陶瓷、边角料、涂料、 管道、绝热和绝缘材料、黏结剂、废木、塑料、橡胶、 烟尘、各种废旧建材等废煤炭业矿石、木料、金属、煤矸石等物食品加工业肉类、谷物、果类、蔬菜、烟草等橡胶、皮革、塑料等工业橡胶、皮革、塑料、布、线、纤维、染料、金属等造纸、木材、印刷等工业刨花、锯末、碎木、化学药剂、金属填料、塑料等石油化工化学药剂、金属、塑料、橡胶、陶瓷、沥青、油毡、石 棉、涂料等电器、仪器仪表等工业金属、玻璃、木材、橡胶、塑料、化学药剂、研磨料、陶瓷、绝缘材料等纺织服装业布头、纤维、橡胶、塑料、金属等建筑材料业金属、水泥、黏土、陶瓷、石膏、石棉、砂石、纸、纤 维等电力工业炉渣、粉煤灰、烟尘等城居民生活食

7、物垃圾、纸屑、布料、木料、金属、玻璃、塑料、陶 瓷、庭院植物修剪物、燃料、灰渣、碎砖瓦、废器具、 粪便、杂品等市垃圾商业、机关管道、碎砌体、沥青及其它建筑材料，废汽车、废电器、废器具，含有易燃、易爆、腐蚀性、放射性的废物，以 及类似居民生活栏内的各种废物市政维护、管理部门碎砖瓦、树叶、死禽畜、金属、锅炉灰渣、污泥、脏土 等农业农林稻草、秸杆、蔬菜、水果、果树枝条、糠秕、落叶、废塑料、人畜粪便、农药等废物水产腥臭死禽畜，腐烂鱼、虾、贝壳，水产加工污水、污泥等有核工业、核电站，放射含有放射性的金属、废渣、粉尘、污泥、器具、劳保用害性医疗单位、科研单位品、建筑材料等废物其它有关单位含有易燃性、易爆性

8、、腐蚀性、反应性、有毒性、传染 性的固体废物1侵占土地 固体废物不加利用时，需占地堆放，堆积量越大，占地越多。据估算，每堆 积 1 万吨废物，占地约需 1 亩（ 666.6m2）。截止 1994 年，我国仅工矿业固体废 物的累计堆存量就达 66 亿多吨，占地 90 多万亩。随着我国国民经济的快速发展 和人民生活水平的很大提高， 矿山废物和城市垃圾占地与人类生存和发展的矛盾 日益突出， 例如，根据对北京市高空远红外探测的结果显示， 北京市区几乎被环 状的垃圾堆群所包围。2污染土壤废物堆放和没有采取适当防渗措施的垃圾填埋， 经过风化、 雨雪淋溶、地表 径流的侵蚀， 其中的有害成分很容易产生高温和有

9、毒液体并渗入土壤， 杀灭土壤 中的微生物， 破坏微生物与周围环境构成的生态系统， 甚至导致草木不生。 其有 害成分若渗流入水体，则可能进一步危害人的健康。例如，在 20世纪 80年代， 我国内蒙古包头市的某矿尾砂堆积如山， 造成尾砂坝下游的大片土地被污染， 一 个乡的居民被迫搬迁。3污染水体 固体废物若随天然降水或地表径流进入河流、湖泊，或随风飘迁落入水体， 则使地面水受到污染； 若随渗沥水进入土壤， 则使地下水受到污染； 若直接排入 河流、湖泊或海洋， 则会造成更大的水体污染不仅减少水体面积， 而且还妨 害水生生物的生存和水资源的利用。 例如，德国莱茵河地区的地下水因受废渣渗 沥水污染，导致

10、当地自来水厂有的关闭，有的减产。4污染大气固体废物一般通过如下途径污染大气： 以细粒状存在的废渣和垃圾， 在大风 吹动下会随风飘逸， 扩散到远处； 运输过程中会产生有害的气体和粉尘； 一些有 机固体废物在适宜的温度和湿度下会被微生物分解， 释放出有害气体； 固体废物 本身以及在对其处理 (如焚烧) 时散发的毒气和臭气等。 典型的例子是曾在我国 各地煤矿多次发生的煤矸石的自燃，散发出大量的 SO2、CO2、NH3等气体，造成 了严重的大气污染。5影响环境卫生城市的生活垃圾、 粪便等若清运不及时， 就会产生堆存， 严重影响人们居住 环境的卫生状况，对人们的健康构成潜在的威胁。二、固废污染处理1、固

11、体废物的处理原则固体废物处理( treatment of solid wastes )，是指通过物理、化学、生物 等不同方法， 使固体废物转化成适于运输、 贮存、资源化利用以及最终处臵的一 种过程。随着对环境保护的日益重视以及正在出现的全球性的资源危机， 工业发 达国家开始从固体废物中回收资源和能源， 并且将再生资源的开发利用视为 “第 二矿业”，给予高度重视。我国于 80 年代中期提出了“无害化” 、“减量化”、“资 源化”的控制固体废物污染的技术政策，今后的趋势也是从无害化走向资源化。 “无害化”固体废物“无害化”(innocuity )处理是指将固体废物通过工程处理，达到 不损害人体健康

12、、不污染周围自然环境的目的。目前，固废“无害化”处理技术 有：垃圾焚烧、卫生填埋、堆肥、粪便的厌氧发酵、有害废物的热处理和解毒处 理等。其中“高温快速堆肥处理工艺” 、“高温厌氧发酵处理工艺” ，在我国都已 达到实用程度，“厌氧发酵工艺”用于废物“ 无害化”处理的理论已经成熟，具 有我国特点的“粪便高温厌氧发酵处理工艺”在国际上一直处于领先地位。 “减量化”固体废物的“减量化” (minimization )是指通过适宜的手段减少和减小固 体废物的数量和容积。 这需要从两方面着手， 一是减少固体废物的产生， 二是对 固体废物进行处理利用。 首先从废物产生的源头考虑， 为了解决人类面临的资源、

13、人口、环境三大问题，人们必须注重资源的合理、综合利用，包括采用经济合理 的综合利用工艺和技术， 制定科学的资源消耗定额等。 另外， 对固体废物采用压 实、破碎、焚烧等处理方法，也可以达到减量和便于运输、处理的目的。 “资源化”固体废物“资源化”（resource recovery ）是指采取适当的工艺技术，从固 体废物中回收有用的物质和能源。近 40 年来，随着工业文明的高速发展，固体 废物的数量以惊人的速度不断增长， 而另一方面世界资源也正以惊人的速度被开 发和消耗， 维持工业发展命脉的石油和煤炭等不可再生资源已经濒于枯竭。 在这 种形势下，欧美及日本等许多国家纷纷把固体废物资源化列为国家的

14、重要经济政 策。世界各国的废物资源化的实践表明， 从固体废物中回收有用物资和能源的潜 力相当大，表 9-2 是美国资源回收的经济潜力， 由此可见固体废物资源化可观的 经济效益。表 9-2 美国资源回收的经济潜力年产生量可实际回收量二次物料价格年总收益废物料（百万吨 / 年）（百万吨 / 年）（美元/ 吨）（百万美元）40.032.022.1705纸10.28.1638.6316黑色金属铝0.910.73220.5160玻璃12.49.98有色金属0.360.297.7277总收益132.338我国虽然资源总量丰富， 但人均资源不足。 而且我国资源利用率低， 浪费严 重。据统计，在我国的国民经济

15、周转中， 社会需要的最终产品仅占原材料的 20% 30%，即 70%80%成为废物。另一方面我国的废物资源利用率也很低，与发达国 家的差距很大， 因此，固体废物资源化及开发再生资源， 更应该成为我国应对资 源危机、解决生存与环境问题的国策。固体废物资源化的优势很突出， 主要有以下几个方面： 生产成本低， 例如 用废铝炼铝比用铝矾土炼铝可减少资源 90%97%，减少空气污染 95%，减少水质 污染 97%；能耗少，例如用废钢炼钢比用铁矿石炼钢可节约能耗 74%；生产 效率高，例如用铁矿石炼 1 吨钢需 8 个工时，而用废铁炼 1 吨电炉钢只需 23 个工时；环境效益好，可除去有毒、有害物质，减少

16、废物堆臵场地，减少环境 污染。可见，推行固体废物资源化，不但可节约投资、降低能耗和生产成本，而且 可减少自然资源的开采、 治理环境， 维持生态系统的良性循环， 是保证国民经济 可持续发展的一项有效措施。2、固体废物前期处理基本方法固体废物处理( treatment of solid wastes)，如前所述，是指通过物理、化学和生物的方法， 使固体废物转化成适于运输、 贮存、资源化利用以及最终处臵的一种过程。 按其处理过程可分为预处理和资源化两个阶段， 按其处理方法可 分为物理处理、化学处理和生物处理等。、固体废物的预处理固体废物预处理（ pretreatment ）又称前处理，是资源化前的预

17、处理，主要 包括收集、运输、压实、破碎、分选等工艺过程。预处理常涉及固体废物中某些 组分的分离与浓集，因而往往又是一种回收材料的过程。 固体废物的收集和运输固体废物的收集 （collection ）是一项困难而又复杂的工作， 尤其是城市垃 圾的收集更加复杂。 由于产生垃圾的地点分散在每条街道、 每幢住宅和每个家庭， 且垃圾的产生不仅有固定源， 还有移动源，因此给垃圾的收集工作带来许多困难。一般，产生废物较多的工厂在厂内外都建有自己的堆场， 收集、 运输工作由 工厂负责。零星、分散的固体废物（工业下脚料及居民废弃的日常生活用品）则 由商业部门所属废旧物资公司负责收集。 此外，有关部门还组织城市居

18、民、 农村 基层供销合作社收购站代收废旧物资。 回收的品种有黑色金属、 有色金属、橡胶、 塑料、纸张、破布、玻璃、机电、五金、化工下脚料等 16 大类 1000 多个品种。城市垃圾包括生活垃圾、 商业垃圾、建筑垃圾、粪便及污水处理厂的污泥等。 在我国，它们的收集工作是分开处理的： 商业垃圾及建筑垃圾原则上由产生单位 自行清除； 粪便的收集按其住宅有无卫生设施分成两种情况， 具有卫生设施的住 宅，居民粪便的小部分进入污水厂作净化处理， 大部分直接排入化粪池。 没有卫 生设施的使用公厕或倒粪站进行收集， 并由环卫专业队伍用真空吸粪车清除、 运 输，一般每天收集一次，当天运出市区。我国对城市生活垃圾

19、的收集，一般是由垃圾发生源送至垃圾桶（箱） ，统一 由环卫工人将垃圾桶（箱）装入垃圾车，再运至中转站，最后由中转站运到最终 处理场或填埋场处臵， 形成了一套固定模式的收集中转集中处臵系统。 城市 生活垃圾的收集频率应由季节、 气候、 垃圾数量和民众需求等因素决定。 医院垃 圾则由医院自行焚烧处理，再送至处臵场所。在有些发达国家，垃圾的收集和加工处理系统已经成为拥有现代化技术装备 的重要部门。美、英、法和瑞士等国，由居民从垃圾中分出玻璃、黑色金属、织 物、废纸、纸板等，分装入不同的垃圾箱或不同颜色的垃圾袋，进行垃圾分类收 集，这样就可以将不同成分的垃圾直接运往垃圾处理厂。 目前，在我国的个别城

20、市也正进行垃圾分装和上门收集的试验。比较先进的垃圾收集和运输方法是采用管道输送。 在瑞典、美国和日本的有 些城市就是采用管道输送垃圾的， 并已取代了部分垃圾车， 这是最有前途的垃圾 输送方法。利用气流系统，可将垃圾从多层住宅运出 20 公里之外。收集和运输垃圾的费用很大，在发达国家已达到处理总费用的 80%左右。运 输费用与焚烧、 填埋或处理厂的距离成正比， 由于处理厂必须与居民区保持足够 的距离，必然会增加运费；但是，如果对垃圾收集和运输线路进行优化，并采取 垃圾分类方法，所需运输费用会有所降低。 固体废物的压实压实又称压缩 (compressing )，是一种采用机械方法将固体废物中的空气

21、挤 压出来、 减少其空隙率以增加其聚集程度的过程。 其目的一是为了减少体积、 增 加容重以便于装卸和运输， 降低运输成本；二是制作高密度惰性块料以便于贮存、 填埋或作建筑材料。大部分固体废物(除焦油、污泥等)都可进行压实处理。压实技术最初主要用来处理金属加工业排出的各种松散废料， 后来逐步发展到处 理城市垃圾如纸箱、 纸袋和纤维制品等。 一般固体废物经过压缩处理后， 压缩比 （即体积减少的程度）为 35，如果同时采用破碎和压实技术，其压缩比可增 加到 510。压缩后的垃圾或袋装或打捆，对于大型压缩块，往往先将铁丝网臵 于压缩腔内，再装入废物，因而压缩完成后即已牢固捆好。除了便于运输外，固体废物

22、压实处理还具有以下优点：（1）减轻环境污染。经过高压压缩的垃圾块切片用显微镜镜检表明，它已 成为一种均匀的类塑料结构。 日本东京湾的垃圾块在自然暴露三年后检验， 没有 任何可见的降解痕迹， 足见其确已成为一种惰性材料， 从而减轻了对环境的污染。（2）快速安全造地。用惰性固体废物压缩块作地基或填海造地材料，上面 只需覆盖很薄土层，所填场地不必作其它处理或等待多年的沉降，即可利用。（3）节省贮存或填埋场地。对于废金属切屑、废钢铁制品或其它废渣，其 压缩块在加工利用之前， 往往需要堆存保管， 对于放射性废物要深埋于地下水泥 堡或废矿坑等中， 压缩处理可大大节省贮存场地； 对于城市垃圾的填埋处臵， 生

23、 活垃圾压缩后容积可减少 60% 90%，从而可大大节省目前国内外均日趋紧张的填埋用地。固体废物的压实过程是用固体废物压实器完成的， 其结构主要由容器单元和 压实单元两部分组成。 容器单元接受废物； 压实单元利用液压或气压作动力， 使 废物致密化。压实器有固定式和移动式两种形式，固定式一般设在废物转运站、 高层住宅垃圾滑道底部等需要压实废物的场合， 移动式压实器一般安装在收集垃 圾的车上，收集到废物后即行压缩， 随后运往处臵场地。 图 9-1 所示是常见的固 体废物压实器。固体废物压实处理流程随固体废物性质的差异和处理目的的不同而不尽相 同。图 9-2 所示是较为先进的国外城市垃圾的压缩处理工

24、艺流程。 垃圾先装入垫 有铁丝网的容器中，然后送入压实机压缩，压力为160200kgf/cm2 ( 1kgf 9.8N)，压缩比为 5。压块由上向运动活塞推出压缩腔，送入 180200的沥青 浸渍池浸渍 10 秒，以涂浸沥青防漏，冷却后经输送皮带装入汽车运往垃圾填埋 场。压缩污水经油水分离器进入活性污泥处理系统，处理水灭菌后排放。 固体废物的破碎固体废物破碎( fragmentation )就是利用外力克服固体废物质点间的内聚 力而使大块固体废物分裂成小块以便资源化利用或进行最终处臵的过程。 使小块 固体废物颗粒分裂成细粉的过程称为磨碎。 经过破碎和磨碎的固体废物， 粒度变 得小而均匀，具有以

25、下优点： 便于压缩、运输、贮存和高密度填埋； 可提高焚烧、 热解、熔烧及压缩等处理过程的稳定性和处理效率； 便于分选、 拣选回收有价物 质和材料；避免粗大、锋利的废物损坏分选、焚烧、热解等设备或炉腔；为固体 废物的下一步加工和资源化作准备。固体废物的破碎按原理通常有两类方法： 物理方法和机械方法。 前者有低温 冷冻破碎法和超声波破碎法， 低温冷冻破碎已成功用于废塑料制品、 废橡胶制品 等的破碎；超声波破碎法目前还处于实验室阶段。 机械方法有挤压、 劈裂、弯曲、 磨剥、冲击和剪切破碎等方法，如图 9-3 所示。选择机械破碎方法时， 需视固体废物的机械强度特别是其硬度而定。 对于脆硬性废物，如废石

26、和废渣等多采用挤压、劈裂、冲击、磨剥方法破碎；对于柔硬性废物，如废钢铁、废汽车、废塑料等多采用冲击和剪切破碎。对于含有大量废纸的城市垃圾， 一般采用的是湿式和半湿式破碎。 对于一般的粗大固体废物， 通常是先剪切，压缩成一定形状，再送入破碎机。下面简要介绍几种普遍采用的固体废物破碎方式及其设备。（1）挤压式破碎。挤压式破碎是一种利用机械的挤压作用使废物破碎的方 法（图 9-3 （a）。所用设备一般采用一个挤压面固定，另一个挤压面作往复运 动的形式，也称为颚式破碎机。（2）冲击式破碎。冲击式破碎是一物体撞击另一物体时，前者的动能迅速 转变为后者的形变位能， 而且集中在被撞击处， 从而使物料破碎的一

27、种方法。 如 果撞击速度很高， 形变来不及扩展到被撞击物全部， 就在撞击处产生相当大的局 部应力。如果进行反复冲击，则可使载荷超过疲劳极限，使被撞击物碎裂。因此 用高频率冲击法破碎有很好的效果。 冲击式破碎机大多是旋转式， 都是利用冲击 作用进行破碎的。 图 9-4 为 Hazemag型冲击式破碎机。 冲击式破碎几乎适于所有 颗粒较为粗大的固体废物。（3）剪切式破碎。剪切式破碎是一种利用机械的剪切力破碎固体废物的方 法。剪切式破碎作用发生在互呈一定角度能够逆向运动或闭合的刀刃之间。 一般 刀刃分固定刃和可动刃，可动刃又分往复刃和回转刃。图 9-5 所示为林德曼 （Lindemann）式剪切破碎

28、机，其可动刃为往复式，分预备压缩机和剪切机两部 分。剪切式破碎适于处理城市垃圾中的纸、布等纤维织物，金属类废物等。（4）磨剥式破碎。磨剥式破碎即磨碎，在固体废物处理与利用中占有重要 地位。图 9-6 是磨剥式破碎常用设备球磨机的构造示意图。 它主要由圆柱形筒体、 端盖、中空轴颈、轴承和传动大齿圈等部件组成。筒体装有直径为25 150mm的钢球。当电机联轴器和小齿轮带动大齿圈和筒体转动时， 在磨檫力、 离心力和 筒壁衬板的共同作用下， 钢球和物料被提升到一定高度， 然后在其本身重力作用 下，产生自由泻落和抛落， 从而对筒体内底脚区的物料产生冲击和研磨作用， 使 物料粉碎。物料达到磨碎细度要求后，

29、 由风机抽出。 磨剥式破碎广泛用于用煤矸 石、钢渣生产水泥、砖瓦、化肥等过程以及垃圾堆肥的深加工过程。（5）低温破碎。对于在常温下难以破碎的固体废物，可利用其低温变脆的 性能而有效地破碎， 亦可利用不同物质脆化温度的差异进行选择性破碎， 即所谓 低温破碎。低温破碎技术适用于常温下难以破碎的复合材质的废物， 如钢丝胶管、 橡胶包覆电线电缆，废家用电器等橡胶和塑料制品等。低温破碎的工艺流程如图 9-7 所示。先将固体废物投入预冷装臵， 再进入浸 没冷却装臵， 这样橡胶、塑料等易冷脆物质迅速脆化， 然后送入高速冲击破碎机破碎，使易脆物质脱落粉碎。破碎产品再进入各种分选设备进行分选采用低温破碎，同一种

30、材质破碎的尺寸大体一致，形状好，便于分离。但因 通常采用液氮作制冷剂， 而制造液氮需耗用大量能源， 因此， 发展该技术必须考 虑在经济效益上能否抵上能源方面的消耗费用。（6）湿式和半湿式破碎。湿式破碎技术最早是美国开发的，主要以回收城 市垃圾中的大量纸类为目的。 由于纸类在水力的作用下发生浆化， 然后将浆化的 纸类用于造纸， 从而达到回收纸类的目的。 图 9-8 为湿式破碎机。 垃圾用传送带 投入破碎机，破碎机于圆形槽底上安装多孔筛， 筛上设有 6 个刀片的旋转破碎辊， 使投入的垃圾和水一起激烈旋转， 废纸则破碎成浆状， 透过筛孔由底部排出， 难 以破碎的筛上物 （如金属等） 从破碎机侧口排出

31、， 再用斗式提升机送至磁选器将 铁与非铁物质分离。半湿式破碎则是利用各类物质在一定均匀湿度下的耐剪切、 耐压缩、耐冲击 性能等差异很大的特点， 在不同的湿度下选择不同的破碎方式， 实现对废物的选 择性破碎和分选。湿式和半湿式破碎特别适于回收含纸屑较多的城市垃圾中的纸纤维、玻璃、 铁和有色金属。固体废物的分选固体废物分选 （selecting ），就是把固体废物中可回收利用的或不利于后续 处理、处臵工艺要求的物粒分离出来。 这是继破碎以后固体废物处理过程中重要 的处理环节之一。根据废物的物理和物理化学性质不同，主要有以下分选方法： 筛分、重力分选、磁力分选、静电分选、光电分选、涡电流分选以及浮选

32、等。（1）筛分。筛分亦称筛选，是利用具有不同粒度分布的固体物料之粒度差 别，将物料中小于筛孔的细粒物料透过筛网， 而大于筛孔的粗粒物料留在筛网上 面，完成粗、 细料分离的过程。 影响筛分效率的因素， 包括振动方式、 振动频率、 振动方向、 筛子角度、粒子反弹力差异、 筛孔数目及与筛孔大小相近的粒子占总 粒子的百分数等。 筛分设备有固定筛、 振动筛和滚筒筛等。 它们通常被组装于其 它分选设备中， 或者和其它分选设备串联使用。 筛分技术在固体废物资源回收和 利用方面应用很广泛。（2）重力分选。重力分选是根据混合固体废物在介质中的密度差进行分选 的一种方法。不同密度的固体废物颗粒在同一运动介质中，

33、由于受到重力、 介质 动力和机械力的共同作用，使具有相同密度的粒子群产生松散分层和迁移分离， 从而得到不同密度的产品。 固体颗粒只有在运动的介质中才能分选。 重力分选介 质可以是空气、 水，也可以是重液 （密度大于水的液体 ）和重悬浮液 （由高密度的 固体微粒和水组成） 等。固体废物的重力分选方法较多， 按作用原理可分为风力 分选、惯性分选、摇床分选、重介质分选和跳汰分选等。1）风力分选又称气流分选，是基于固体废物颗粒在空气气流作用下，密度 大的沉降末速度大， 运动距离比较近； 密度小的沉降末速度小， 运动距离比较远 的原理。此方法适用于颗粒的形状、 尺寸相近的固体废物分选。 有时也可先经破

34、碎、筛选后，再进行风力分选。风力分选设备按工作气流的主流向分为水平、垂 直和倾斜三种类型，其中尤以垂直气流风选机应用最为广泛。2）惯性分选是基于混合固体废物中各组分的密度和硬度差异而进行分离的 一种方法。用高速传送带、 旋转器或气流沿水平方向抛射粒子， 粒子沿抛物线运 行的轨迹随粒子的大小和密度不同而异， 粒径和密度越大飞得越远。 这种方法又 称为弹道分离法。 目前这种方法主要用于从垃圾中分选回收金属、 玻璃和陶瓷等 物。根据惯性分选原理而设计制造的分选机械主要有弹道分选机、 反弹滚筒分选 机和斜板输送分选机等。3）摇床分选是利用混合固体废物在随床面作往复不对称运动时， 由于横向水 流的流动和

35、床面的摇动作用， 不同密度的颗粒在床面上形成扇形分布， 从而达到 分选的目的。 摇床床面近似长方形， 微向轻质产物排出端倾斜， 床面上钉有或刻 有沟槽。摇床分选用于分选细粒和微粒物料。 在固体废物处理中， 目前主要用于 从含硫铁矿较多的煤矸石中回收硫铁矿， 分选精度很高。 最常用的摇床分选设备 是平面摇床。4）重介质分选是将两种密度不同的固体混合物放在一种密度介于二者密度 之间的重液 （如氯化锌、四氯化碳、四溴乙烷等 ）中，密度小于重液密度的固体颗 粒上浮，大于重液密度的固体颗粒下沉， 从而实现两种固体颗粒分离。 从理论上 讲，由于重液分选主要是依靠密度的差异进行的， 而受颗粒粒度和形状的影响

36、很 小，从而可对密度差很小的固体物质进行分选。不过，当入选物质粒度过小，且 固体废物的密度与介质密度非常接近时， 其沉降速度很慢， 造成分选效率低， 故 一般需将入选渣料粒度控制在 2 3mm范围内。5）跳汰分选是使磨细的混合废物中的不同密度的粒子群， 在垂直脉冲运动介 质中按密度分层， 不同密度的粒子群在高度上占据不同的位臵， 大密度的粒子群 位于下层， 小密度的粒子群位于上层， 从而实现物料分离。 跳汰介质可以是水或 空气。目前用于固体废物跳汰分选的介质都是水。 跳汰分选为一古老的选矿方式， 对固体废物中混合金属细粒的分离，是一种有效的分离方法。（3）磁力分选。磁力分选技术是借助磁选设备产

37、生的磁场使铁磁物质组分 分离的一种方法。 固体废物包括各种不同的磁性组分， 当这些不同磁性组分物质 通过磁场时，由于磁性差异， 受到的磁力作用互不相同， 磁性较强的颗粒会被带 到一个非磁性区而脱落下来， 磁性弱或非磁性颗粒， 仅受自身重力和离心力的作 用而掉落到预定的另一个非磁性区内， 从而完成磁力分选过程。 固体废物的磁力 分选主要用于从固体废物中回收或富集黑色金属（铁类物质） 。磁场强弱不同的 磁选设备可选出不同磁性组分的固体废物。 固体废物的磁选设备根据供料方式的 不同，可分为带式磁选机和辊筒式磁选机两大类。（4）静电分选。静电分选技术是利用各种物质的电导率、热电效应及带电 作用的差异而

38、进行物料分选的方法。 可用于各种塑料、 橡胶和纤维纸、合成皮革、 胶卷、玻璃与金属等物料的分选。例如给两种不同性能的塑料混合物加以电压， 使一种塑料带负电，另一种带正电，就可以使两者得以分离。（5）涡电流分选。 涡电流分选技术是从固体废物中将非磁性导电金属 （ 如钢、 铝、锌等 ） 分选出来的分选技术。当含有非磁性导电金属的固体废物流以一定的 速度通过一个交变磁场时， 这些非磁性导电金属内部会感生涡电流， 并对产生涡 流的金属块形成一个电磁排斥力。 作用于金属上的电磁排斥力取决于金属的电阻 率、导磁率、 磁场密度的变化速度以及金属块的形状尺寸等， 因而利用此原理可 使一些有色金属从混合废物中分

39、离出来。（6）浮选。浮选是在固体废物与水调制的料浆中加入浮选药剂，并通入空 气形成无数细小气泡， 使欲选物质颗粒粘附在气泡上， 随气泡上浮于料浆表面成 为泡沫层，然后刮出回收；不浮的颗粒仍留驻料浆内，通过适当处理后废弃。固 体废物浮选主要是利用欲选物质对气泡粘附的选择性。 其中有些物质表面的疏水 性较强，容易粘附在气泡上，而另一些物质表面亲水，不易粘附在气泡上。物质 表面的亲水、疏水性能，可以通过浮选药剂的作用而加强。因此，在浮选工艺中 正确选择、 使用浮选药剂是调整物质可浮性的主要外因条件。 在我国，浮选法已 应用于从粉煤灰中回收炭，从煤矸石中回收硫铁矿，从焚烧炉灰渣中回收金属。2、固废垃圾

40、处理技术、优缺点。国内垃圾处理方法多种多样，主要有：堆肥，焚烧，卫生填埋，热解，生物 处理和生化处理， 分类回收，综合处理。近年来综合处理已引起越来越多的重视， 但迄今为止应用最广泛的仍是前三种方法。 卫生填埋处理是垃圾的最终稳定处臵方法， 卫生填埋费用低廉， 即使按照国外标 准建设和营运管理， 其费用也比焚烧等其它处理方法低， 建设垃圾卫生填埋场是 符合我们国情的。在任何时候都是不可缺的。1、分类收集与回收利用分类收集的目的在于提高废品回收率和便于分类处理。 总体而言， 我国城市 生活垃圾的分类工作才刚开始， 分类收集的效果还不是很大， 还无法有效的将占垃圾 50以上的厨除物分开目前大城市普

41、遍推行垃圾的分类收集， 在主要的街道， 居民小区都设立了分 类收集的垃圾筒， 但到目前为止， 垃圾的混合收集仍是大城市普遍采用的垃圾收 运方式。城市垃圾分类收集推行中遇到的主要问题是：第一，公众的环境意识不高，为方便起见，随手乱仍的现象比较普遍； 第二，分类收集设施不足，在设计上缺乏分类引导； 第三，分类运输的设施不足，致使本已分类收集的垃圾，又混合运输； 第四，缺乏分类处理的基础设施；第五，缺乏优惠的废品回收政策。1、堆肥处理堆肥化（ composting ）是指在人工控制的条件下，依靠自然界广泛分布的细菌、 放线菌、真菌等微生物， 使可生物降解的有机固体废物向稳定的腐殖质转化的生 物化学过

42、程。 所谓稳定是相对的， 是指堆肥产品对环境无害， 并不是废物达到完 全稳定。固体废物堆肥化是对有机固体废物实现资源化利用的无害化处理、 处臵 的重要方法。堆肥化按需氧程度可分为好氧堆肥和厌氧堆肥。 现代化堆肥工艺特别是城市 垃圾堆肥工艺，基本上都是好氧堆肥。好氧堆肥温度高（一般为5065，最高可达 8090），基质分解比较彻底，堆制周期短，异味小，可以大规模采用 机械处理。 厌氧堆肥是利用厌氧微生物完成分解反应， 空气与堆肥相隔绝， 堆制 温度低，工艺比较简单，产品中氮保存量比较多；但堆制周期太长（需312个月），异味浓烈，分解不够充分。堆肥化的产物称作堆肥（ compost）。它是一类腐殖

43、质含量很高的疏松物质， 故也称“腐殖土”。早在 1000 年前， 中国和印度等东方国家的农民就有将作物秸 杆、落叶、野草、海草和人、畜粪便等堆积一起使其发酵获得肥料的方法。但在 堆肥系统化、工厂化方面的巨大进展则是始于 1925 年。此后堆肥的工艺也在不 断地发展。与此同时，堆肥化由以制做肥料为目的而逐渐转化为以处理固体废物 为目的， 同时生产出有机肥料。 堆肥化的原料有城市垃圾、 由纸浆厂和食品厂等 排水处理设施来的污泥、家畜粪尿、树皮、锯末、糠壳和秸杆等等。（1）堆肥技术与设备 以前，我国城市生活垃圾中主要为煤灰和厨徐类有机物，而包装物如塑料、 废纸等含量较低， 适宜于堆肥处理。 到目前为

44、止， 堆肥处理主要采用低成本堆肥 系统，大部分垃圾堆肥处理场采用敞开式静态堆肥。 “七五”和“八五”期间， 我国相继开展了机械化程度较高的动态高温堆肥研究和开发，并取得了积极成 果。但限于现实的经济和社会条件， 机械化高温堆肥由于处理成本较高而难以推 广应用。目前应用较多的是一些机械化程度低、 主要采用静态通风好氧发酵技术。 其特点是工艺简单，使用机械设备少，投资少，操作简单。运行费用低，但同时 也存在堆肥质量不高、堆肥筛上物未得到处理和气味及污水对周围环境影响较 大，如臭味、蚊蝇难以控制等因素，其应用也受到一定限制。（2）堆肥原料目前由于城市垃圾缺乏有效的分类收集， 不能有效的将厨余物等有机

45、质分离 出来，用于堆肥的垃圾原料含有玻璃、塑料、甚至电池等有毒有害垃圾。（3）堆肥产品 堆肥产品质量不高，肥效低，销路不畅，严重制约着垃圾堆肥处理的发展。 目前许多堆肥场都面临着关、 停的困境。 解决堆肥问题的关键是必须实现有机垃 圾的分类收集。2、焚烧处理焚烧法（ incineration method ）是一种热化学处理过程。通过焚烧可以使固体 废物氧化分解，能迅速大幅度地减容（一般体积可减少 80%90%），可彻底消除 有害细菌和病毒，破坏毒性有机物，回收能量及副产品，同时残渣稳定安全。由 于焚烧法适用于废物性状难以把握， 废物产量随时间变化幅度较大的情况， 加之 某些带菌性或含毒性有机

46、固体废物只能焚烧处理，故应用十分广泛。焚烧法历史悠久， 所积累的经验丰富， 技术可靠。 焚烧设备主要有流化床焚 烧炉、转窑式焚烧炉、多膛式焚烧炉、固定床型焚烧炉等。采用回转窑焚烧废塑 料时，对负荷变动适应性强，但是焚烧发烟物或有机污泥时，粉尘量大。采用流 化床焚烧炉时，废物颗粒和气体间的传质、传热速度快，温度易于控制，特别在 流化床炉的上半部分可进行干燥过程， 故往往采用多段流化床焚烧炉。 采用固定 床炉型焚烧纤维质废物时效率较高熔融型焚烧处理是将废物在 14001650 的高温下焚烧， 可以把废物的可 燃部分燃烧与不可燃部分熔融在同一过程中进行， 然后经冷却、 凝固变成最安全 的适于填埋的固

47、体烧结物。 在最终填埋处臵时， 因为不含有机物及恶臭成分， 并 有很高的密度， 故不会有粉尘飞扬， 且填埋后也不会有有害物浸出。 烧结物通常 为黑色砾石形粒状物， 减容比（ 指容量减少的比率 ）大，可用作建筑材料、 骨料和 铺路材料。焚烧在我国发展较慢，目前，制约我国城市生活垃圾焚烧处理发展主要因素 是建设投资与运行费用， 可靠、实用的国产化焚烧处理技术以及垃圾特性。 其中 资金短缺是关键因素。（1）资金短缺制约垃圾垃圾焚烧发展的重要原因还在于焚烧厂的建设一次性投资太大， 以 及建成后的运行成本太高，这些都是制约焚烧在大城市发展的瓶颈。（2）缺乏可靠、实用的国产化焚烧处理技术目前我国引进焚烧处

48、理设备投资约为 4070 万元/ 吨/日，由于投资大，超 过大多数城市的经济承受力， 只能借助利用国外优惠贷款来建设。 垃圾焚烧处理 要进一步发展， 需要立足于国内， 开发利用国内的技术和设备， 降低单位处理投 资。尽管垃圾焚烧设备的国产化进展缓慢， 但目前垃圾焚烧技术设备的开发正成 为热点，国内正在形成以企业实体为主的垃圾焚烧设备开发群体。 但参与垃圾焚 烧处理的科研、 设计和有关的企业部门都处于十分分散的状态， 所开发的技术类 型既有发达国家几十年前就淘汰的落后焚烧技术， 也有直接还应用较少的不成熟 的焚烧技术。 由于规模小且实力弱， 既无力与国外同类企业竞争， 也难以开发和 生产适合国内

49、市场需要的技术和产品。在北京等大城市的已有的一些小型焚烧 炉，基本上是国产开发的，大部分处于试运行阶段，烟气排放无法达标，甚至没 有有效的烟气处理系统，余热基本未有效利用。（3）垃圾的特性 由于城市中大部分垃圾还是混合收集，垃圾中有机物含量高达 60 ，且含 水率较高，导致垃圾热值降低，不利于焚烧。可强化生活垃圾分区、分类收集。首先通过分区收集选择对非燃煤区的生活垃圾进行焚烧处理， 进一步通过分类收 集提高垃圾可燃物含量， 改善垃圾焚烧效率， 从而降低焚烧厂建设投资和运行成 本。3、固体废物陆地处臵根据废物的种类及其处臵的地层位臵，如地上、地表、地下和深地层，可将 陆地处臵分为土地耕作、工程库

50、或贮留池贮存、土地填埋以及深井灌注等。(1)土地耕作处臵。土地耕作( soil plowing )处臵是使用表层土壤处臵工业固体废物的一种方法。 它把废物当作肥料或土壤改良剂直接施到土地上或混入土壤表层， 利用土壤中的 微生物种群，将有机物和无机物分解成为较高生命形式所需的物质形式而不断在 土壤中进行着物质循环。土地耕作是对有机物消化处理，对无机物永久“贮存” 的综合性处臵方式。它具有工艺简单、费用适宜、设备维修容易，对环境影响较 小，能够改善土壤结构和提高肥效等优点。 土地耕作法主要用来处臵可生物降解 的石油或有机化工和制药业所产生的可降解废物。为了保证在土地耕作处臵过程中， 一方面获得最大

51、的生物降解率， 另一方面 限制废物引起二次污染，在实施土地耕作时，一般要求土地的 pH值在 79之间， 含水量为 6%20%。由于废物的降解速度随温度降低而降低， 当地温达到 0时， 降解作用基本停止，因此土地耕作处臵地温必须保持在 0以上。土地耕作处臵 废物的量要视其中有机物、油、盐类和金属含量而定，废物的铺撒分布要均匀， 耕作深度以 1520cm比较适宜。另外，土地耕作处臵场地选择要避开断层、塌 陷区，避免同通航水道直接相通， 距地下水位至少 1.5m，距饮用水源至少 150m， 耕作土壤为细粒土壤，表面坡度应小于 5%，耕作区域内或 30m 以内的井、穴和 其它与底面直接相通的通道应予堵

52、塞。(2) 深井灌注处臵。深井灌注( deep-well injection )处臵是将液状废物注入与饮用水和矿脉层隔 开的地下可渗透性岩层中。深井灌注方法主要用来处臵那些实践证明难于破坏， 难于转化， 不能采用其他方法处理、 处臵，或者采用其他方法处臵费用昂贵的废 物。它可以处臵一般废物和有害废物，可以是液体、气体或固体。在实施灌注时， 将这些气体或固体都溶解在液体里， 形成直溶液、 乳浊液或 液固混相体，然后加压注入井内，灌注速率一般为 3004000L/min 。对某些工 业废物来说， 深井灌注处臵可能是对环境影响最小的切实可行的方法。 但深井灌 注处臵必须注意井区的选择和深井的建造，以

53、免对地下水造成污染。(3) 土地填埋处臵。 固体废物的土地填埋( landfill )处臵是一种最主要的固体废物最终处臵方法。 土地填埋是由传统的倾倒、 堆放和填地处臵发展起来的。 按照处臵对象和技术要 求上的差异， 土地填埋处臵分为卫生土地填埋和安全土地填埋两类。 前者适于处 臵城市垃圾， 后者适于处臵工业固体废物， 特别是有害废物， 也被称作安全化学 土地填埋。卫生土地填埋( sanitary landfill )始于 60 年代，是在传统的堆放、填地 基础上，对未经处理的固体废物的处臵从保护环境角度出发取得的一种科学进 步。由于卫生土地填埋安全可靠、价格低廉，目前已被世界上许多国家采用。

54、卫 生土地填埋工程操作方法大体可分为场地选址、 设计建造、日常填埋和监测利用 等步骤。场地选择要考虑到水文地质条件、 交通方便、 远离居民区、 要有足够的处臵 能力以及废物处臵代价低， 便于利用开发等因素。 卫生土地填埋主要用于处臵城 市垃圾，处臵的容量要与城市人口数量和垃圾的产率相适应， 一般建造一个场地 至少要有 20 年的处臵能力。场地建造工艺要有防止对地下水污染的措施和气体排出功能， 例如：设臵 防渗衬里。衬里分人造和天然两类：人造衬里有沥青、橡胶和塑料薄膜；天然衬 里主要是粘土，渗透系数小于 10-7cm/s ，厚度为 lm。设臵导流渠或导流坝， 减少地表径流进入场地。选择合适的覆盖

55、材料，减少雨水的渗入。垃圾填埋后， 由于微生物的生化降解作用， 会产生甲烷和二氧化碳气体， 也 可能产生含有硫化氢或其他有害或具有恶臭味的气体。 当有氧存在时， 甲烷气体 浓度达到 5%15%就可能发生爆炸， 所以对所产生气体的及时排出是非常必要的。工程上一般采用可渗透性排气如图 9-9(a) 和不可渗透阻挡层排气如图 9-9(b) 两种排气方法。可渗透排气是在填埋物内利用比周围土壤容易透气的砾石等物质作 为填料建造排气通道， 产生的气体可水平方向运动， 通过此通道排出。 边界或井 式排气通道也可用来控制气体水平运动。 不可渗透阻挡层排气， 是在不透气的顶 部覆盖层中安装排气管， 排气管与设臵

56、在浅层砾石排气通道或设臵在填埋物顶部 的多孔集气支管相连接， 可排出气体。 产生的甲烷经脱水预热去除二氧化碳 后可作为能源使用。安全土地填埋( secure landfill )是处臵工业固体废物，特别是有害废物 的一种较好的方法， 是卫生土地填埋方法的改进型方法， 它对场地的建造技术及 管理要求更为严格： 填埋场必须设臵人造或天然衬里， 保护地下水免受污染， 要 配备浸出液收集、处理及检测系统。安全土地填埋处臵场地不能处臵易燃性废物、 反应性废物、挥发性废物、液体废物、半固体和污泥，以免混合以后发生爆炸、 产生或释出有毒有害的气体或烟雾。封场是土地填埋操作的最后一环。 封场要与地表水的管理， 浸出液的收集监 测以及气体控制等措施结合起来考虑。 封场的目的是通过填埋场地表面的修筑来 减少侵蚀并最大限度排水。一般在填埋物上覆盖一层厚l5cm、渗透系数为10-7cm/s 的土壤，其上再覆盖 45cm厚的天然土壤。如果在其上种植植物，上面 再覆盖一层 15 100cm厚的表面土壤。土地填埋最大的优点是： 工艺简单、成本低，适于处臵多种类型的固体废物。 其致命的弱点是： 场地处理和防渗施工比较难于达到要求， 以及浸出液的收集控 制问题。在美国等一些发达国家， 随着可供土地填埋用地的日趋紧张， 固体废物 的土地填埋处臵比例正逐渐下降， 而且从降低运输费用和处臵费用